(57)【要約】【課題】デジタルマイクロミラーデバイスなどの光路スイッチング素子を用いたデジタル光処理投影システムにおいて、暗状態における光路スイッチング素子からの反射光及びその迷光が投影レンズに入射することを防止する。【解決手段】デジタルマイクロミラーデバイス２３上に配列されたマイクロミラーが、照明装置２１から照射された光線２６を投影レンズ２４１とは異なる方向に反射する暗状態において、照明装置２１と光路スイッチング素子２３の間に設けたプリズム組２２中において、光路スイッチング素子２３により反射された光線２９を、プリズム２２２とエアギャップ２２４及び２２５の界面２２２１と２２２２の間で繰り返し全反射させ、光吸収対２２６により吸収する。それにより、光線２９及びその迷光が投影レンズ２４１に入射するのを防止する。【選択図】図２
2005055855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線を出力する照明装置と、
複数のマイクロミラーを有し、前記照明装置からの光線を第１モード及び第２モードでそれぞれ異なった方向に反射する光路スイッチング素子と、
投影レンズを有し、前記第１モードで前記光路スイッチング素子により反射された光線をスクリーンに投射する投影装置と、
前記照明装置、前記光路スイッチング素子及び前記投影装置の間に設置され、複数のプリズムを有し、且つ隣り合うプリズム同士の間にエアギャップが存在するプリズム組とを備えたデジタル光処理投影システムであって、
前記照明装置から出力された光線は、直接前記プリズム組及び前記エアギャップを通過して前記光路スイッチング素子に到達し、
前記第１モードでは、前記光路スイッチング素子により反射された光線は、前記プリズム組を構成する一つのプリズムと前記エアギャップの界面で全反射された後、前記投影レンズに入射し、
前記第２モードでは、前記光路スイッチング素子により反射された光線は、前記光路スイッチング素子に近接する前記プリズム組を構成する一つプリズムの内部で繰り返し全反射されることを特徴とするデジタル光処理投影システム。
【請求項２】
前記光路スイッチング素子に近接するプリズムの周囲には、光吸収媒体が設けられてい
ることを特徴とする請求項１に記載のデジタル光処理投影システム。
【請求項３】
前記プリズム組と前記投影レンズとの間の最短距離は、実質的にゼロであることを特徴とする請求項１に記載のデジタル光処理投影システム。
【請求項４】
前記照明装置は、さらにライトガイド及びリレーレンズとを有することを特徴とする請求項１に記載のデジタル光処理投影システム。
【請求項５】
前記プリズム組を構成するプリズムの数は３つであることを特徴とする請求項１又は２に記載のデジタル光処理投影システム。
【請求項６】
照明装置と、光路スイッチング素子と、投影装置と、少なくとも３つのプリズム及びエアギャップを有するプリズム組とを備えたデジタル光処理投影システムの投影方法であって、
前記照明装置から出力された光線を前記プリズム組に入射させ、前記プリズム組で反射させることなく前記光線を通過させて前記光路スイッチング素子に到達させるステップと、
第１モードにおいて、前記光路スイッチング素子に到達した前記光線を、前記プリズム組側に反射させ、前記プリズム組を構成するいずれかのプリズムとエアギャップとの界面で全反射させた後に前記投影装置に入射させるステップと、
第２モードにおいて、前記光路スイッチング素子に到達した前記光線を、前記プリズム組側に反射させ、前記光線が初めて遭遇する前記プリズム組を構成するプリズムとエアギャップとの界面で全反射させ、且つ前記プリズム内部で繰り返し全反射させるステップと、
前記第２モードにおいて、前記プリズムの内部で繰り返し全反射された前記光線を吸収するステップとを含むことを特徴とするデジタル光処理投影システムの投影方法。
【請求項７】
前記第１モードにおいて、前記投影装置に入射した光線をスクリーンに投影するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のデジタル光処理投影システムの投影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学投影システム及びその投影方法に関し、特にデジタル光処理（digital light processing）投影システム及びその投影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル光処理技術は、１９８７年から開発された技術であり、光学デバイスとしてデジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）を用いる。デジタル光処理投影システムの画像形成原理は、デジタルマイクロミラーデバイス上に配列された何万個ものマイクロミラーを利用して光線をスクリーン上に反射することにより画像を形成する。具体的には、これらデジタルマイクロミラーデバイス上にある全てのマイクロミラーは、独立した駆動電極、サポートポスト及びステアリングシャフトを有する。個々のマイクロミラーは、その駆動電極が電圧を受けて所定角度に傾き、マイクロミラーに照射された光線の反射方向を、投影レンズに入射する方向及びそれ以外の方向の２方向に切り換える。各マイクロミラーの駆動電極に印加する電圧のオン／オフを制御することにより、それぞれ明状態（第１モード）と暗状態（第２モード）に制御される。個々のマイクロミラーが明状態にあるときは、そのマイクロミラーは、ミラーに照射された光線を投影レンズ側に反射してスクリーン上に投射させる。一方、個々のマイクロミラーが暗状態にあるときは、そのマイクロミラーは、その駆動電極が電圧を受けて所定角度に傾き、ミラーにより反射された光線が投影レンズに入らないように、その他の方向に反射させる。例えば、ビデオ信号などの画像データを用いて各マイクロミラーの明状態と暗状態とを制御することにより、スクリーン上には、その画像データに対応した画像が投影される。
【０００３】
図５は、従来のデジタル光処理投影システム１０の構成を示す。デジタルマイクロミラーデバイス１３上のマイクロミラー（図示せず）が明状態（第１モード）にあるとき、光源（図示せず）からの不均一な光線は、まず照明装置１１を通して均一な入射光線１７に変換され、さらにプリズム組１２に入射され、プリズム組１２を構成するプリズムの内側に全反射された後、デジタルマイクロミラーデバイス１３上のマイクロミラーに照射される。さらに、明状態にあるマイクロミラーは、入射光線１７を投影レンズ１４側に反射する。そして、投影レンズ１４は、入射光線１７をスクリーン１６上に投射させる。
【０００４】
一方、デジタルマイクロミラーデバイス１３上のマイクロミラーが暗状態（第２モード）にあるとき、暗状態にあるマイクロミラーは、入射光線１７を投影レンズ１４とは異なる方向に反射させる。そのため、反射された偏移光線１８は、プリズム組１２を通過した後、すぐに投影レンズ１４の光軸から離れることになる。さらに、投影レンズ１４の鏡筒１５により偏移光線１８及びその迷光１９を遮蔽することにより、これら不要な光線が投影レンズ１４に入射することを防止している。このデジタル光処理投影システム１０において、鏡筒１５は、スクリーン１６に投影された画像のコントラストに影響を及ぼす重要な要素である。
【０００５】
しかしながら、この従来のデジタル光処理投影システム１０は、以下の問題点を有している。第１に、照明装置１１を通して変換された均一な入射光線１７は、デジタルマイクロミラーデバイス１３上に照射される前に、プリズム組１２により反射されるため、明状態で投影を行う場合、プリズム組１２の分散効果による色分散現象が起こりやすく、且つこの色分散現象は消去しにくい。第２に、暗状態では、偏移光線１８及びその迷光１９が投影レンズ１４に入射しないようにするために、プリズム組１２と投影レンズ１４の間に一定の距離を確保しなければならない。しかし、これが投影レンズ１４の後側焦点距離を増加させる原因となり、デジタル光処理投影システム１０の全体の画像形成品質に影響を及ぼす。第３に、全てのマイクロミラーが暗状態となるときに、完全な暗状態（スクリーン上に光線が全く投射されない状態）を達成するためには、さらに別に遮光板などを設置して偏移光線１８及び迷光１９を防ぐ方法も考えられる。しかしながら、遮光板を過度に設置すると、投影システムの明状態における輝度を低下させる。
【０００６】
一方、特許文献１には、図６に示すような投影表示光学システム１０ａが開示されている。すなわち、暗状態において、第２のエアギャップを利用して、デジタルマイクロミラーデバイスのマイクロミラーから反射された光線を、さらに他の方向に反射させるという思想が示されている。
【０００７】
図６において、デジタルマイクロミラーデバイス１３上のマイクロミラーが明状態にあるとき、光源からの不均一な光線は、まず照明装置１１を通して均一な入射光線１７に変換され、プリズム組１２aに入射される。そして、プリズム組１２a中の第１エアギャップ１２１の界面によって内側に全反射された後、デジタルマイクロミラーデバイス１３上のマイクロミラーに照射される。さらに、明状態にあるマイクロミラーは、入射光線１７を投影レンズ１４側に反射し、投影レンズ１４は入射光線１７をスクリーン１６上に投射させる。
【０００８】
一方、デジタルマイクロミラーデバイス１３上のマイクロミラーが暗状態にあるとき、暗状態にあるマイクロミラーは、入射光線１７を投影レンズ１４とは異なる方向に反射させる。反射された偏移光線１８ａは、プリズム組１２aの第２エアギャップ１２２の界面によって内側に全反射され、投影レンズ１４の光軸から離れる。さらに、鏡筒１５により偏移光線１８a及びその迷光１９aを遮蔽することにより、これら不要な光線が投影レンズ１４に入射することが防止される。
【０００９】
しかしながら、このデジタルマイクロミラーデバイス１３上のマイクロミラーが暗状態にあるとき、一部の偏移光線１８aの迷光１９aが投影レンズ１４に入る可能性があり、プリズム組１２aと投影レンズ１４の間に一定の距離を確保するか、あるいは別に遮光板を設けなければならない。そのため、投影表示光学システム１０aの構成が複雑になった割には、投影レンズ１４の後側焦点距離を有効に短縮させることができず、また投影システムの明状態における輝度の低下を有効に防止することができない。さら、投影表示光学システム１０aの画質及びコントラストへの影響を大幅に低下させることはできない。
【特許文献１】米国特許第５６０４６２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、投影システムの輝度に影響を与えず、かつ、投影レンズの後側焦点距離を短縮することを可能とし、マイクロミラーが暗状態のときに、偏移光線及び迷光が投影レンズに入射することを防止したデジタル光処理投影システム及びその投影方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、光線を出力する照明装置と、複数のマイクロミラーを有し、前記照明装置からの光線を第１モード及び第２モードでそれぞれ異なった方向に反射する光路スイッチング素子と、投影レンズを有し、前記第１モードで前記光路スイッチング素子により反射された光線をスクリーンに投射する投影装置と、前記照明装置、前記光路スイッチング素子及び前記投影装置の間に設置され、複数のプリズムを有し、且つ隣り合うプリズム同士の間にエアギャップが存在するプリズム組とを備えたデジタル光処理投影システムであって、前記照明装置から出力された光線は、直接前記プリズム組及び前記エアギャップを通過して前記光路スイッチング素子に到達し、前記第１モードでは、前記光路スイッチング素子により反射された光線は、前記プリズム組を構成する一つのプリズムと前記エアギャップの界面で全反射された後、前記投影レンズに入射し、前記第２モードでは、前記光路スイッチング素子により反射された光線は、前記光路スイッチング素子に近接する前記プリズム組を構成する一つプリズムの内部で繰り返し全反射されることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１のデジタル光処理投影システムにおいて、前記光路スイッチング素子に近接するプリズムの周囲には、光吸収媒体が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１のデジタル光処理投影システムにおいて、前記プリズム組と前記投影レンズとの間の最短距離は、実質的にゼロであることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１のデジタル光処理投影システムにおいて、前記照明装置は、さらにライトガイド及びリレーレンズとを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１又は２のデジタル光処理投影システムにおいて、前記プリズム組を構成するプリズムの数は３つであることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、照明装置と、光路スイッチング素子と、投影装置と、少なくとも３つのプリズム及びエアギャップを有するプリズム組とを備えたデジタル光処理投影システムの投影方法であって、前記照明装置から出力された光線を前記プリズム組に入射させ、前記プリズム組で反射させることなく前記光線を通過させて前記光路スイッチング素子に到達させるステップと、第１モードにおいて、前記光路スイッチング素子に到達した前記光線を、前記プリズム組側に反射させ、前記プリズム組を構成するいずれかのプリズムとエアギャップとの界面で全反射させた後に前記投影装置に入射させるステップと、第２モードにおいて、前記光路スイッチング素子に到達した前記光線を、前記プリズム組側に反射させ、前記光線が初めて遭遇する前記プリズム組を構成するプリズムとエアギャップとの界面で全反射させ、且つ前記プリズム内部で繰り返し全反射させるステップと、前記第２モードにおいて、前記プリズムの内部で繰り返し全反射された前記光線を吸収するステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項６のデジタル光処理投影システムの投影方法において、前記第１モードにおいて、前記投影装置に入射した光線をスクリーンに投影するステップをさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上のような構成を有する本発明によれば、次の利点を有する。まず、照明装置から照射された光線は、光路スイッチング素子に到達するまでの間に、プリズム組によって反射されることはないので、プリズムの分散効果による色分散現象は生じない。
【００１９】
また、第２モードにおいて、光路スイッチング素子により反射された光線は、プリズム組を構成するいずれかのプリズムとエアギャップとの界面で全反射され、さらにそのプリズムの内部で繰り返し全反射されながら進むので、投影レンズには入射されない。すなわち、投影レンズを介して光をスクリーンなどに投影しない暗状態のときには、光路スイッチング素子により反射された光線及びその迷光が投影レンズには入射しないので、スクリーンなどに投影された画像のコントラストを高くすることができる。
【００２０】
さらに、暗状態のときには、光路スイッチング素子により反射された光線及びその迷光が投影レンズには入射しないので、プリズム組と投影レンズとの間に一定の距離を確保する必要がなくなり、投影レンズの後側焦点距離を短縮することができる。さらに、投影レンズに迷光が入射しないようにするための遮光板などを設ける必要がないので、第１モード、すなわち、投影レンズを介して光をスクリーンなどに投影する明状態における投影システムの輝度を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について説明する。図１及び図２は第１の実施の形態に係るデジタル光処理投影システム２０の構成を示す図であり、図１はデジタルマイクロミラーデバイス上のマイクロミラーの明状態（第１モード）、図２はマイクロミラーの暗状態（第２モード）を示す。
【００２２】
図１及び図２に示すように、デジタル光処理投影システム２０は、照明装置２１と、プリズム組２２と、光路スイッチング素子２３と、投影装置２４とを備える。プリズム組２２は、照明装置２１と光路スイッチング素子２３及び投影装置２４の間に設置されている。
【００２３】
照明装置２１は、光源２１１と、反射板２１２と、ライトガイド２１３と、リレーレンズ２１４と、集光レンズ２１５とを備える。光源２１１、反射板２１２及びライトガイド２１３は、光源２１１から出力された光線がライトガイド２１３に入射し、且つリレーレンズ２１４及び集光レンズ２１５を通過した後、プリズム組２２に入射するような配置関係になっている。
【００２４】
光路スイッチング素子２３として、例えば上記デジタルマイクロミラーデバイスを用いた場合、その表面には多数のマイクロミラー（図示せず）が配列されている。光源２１１から出力された光線は、光路スイッチング素子２３に入射すると、これらマイクロミラーにより、所定方向に反射される。個々のマイクロミラーは、それぞれ独立して駆動され、その駆動された位置に応じて、入射光線が異なる角度で反射される。光路スイッチング素子２３の個々のマイクロミラーの反射方向を制御することにより、光路をスイッチする機能が達成される。
【００２５】
プリズム組２２は、三つのプリズム２２１、２２２及び２２３を備え、プリズム２２１とプリズム２２２の間にはエアギャップ２２４が存在し、プリズム２２２とプリズム２２３の間にはエアギャップ２２５が存在する。エアギャップ２２４及び２２５の存在により、図２に示す明状態では、光路スイッチング素子２３により反射された光線２８は、プリズム２２２とエアギャップ２２４の界面２２２１で内側に全反射される。また、図２に示す暗状態では、光路スイッチング素子２３から反射された光線２８aは、プリズム２２２とエアギャップ２２５との界面２２２２で内側に全反射される。さらに、プリズム２２２の周囲にはさらに、プリズム２２２の内部で全反射された光線２９を吸収するための光吸収媒体２２６が設けられている。
【００２６】
第１の実施の形態において、照明装置２１から出力された光線２６は、プリズム組２２に入射した後、光路スイッチング素子２３に到達する前には、プリズム組２２の内部で全反射されることはない。具体的には、光線２６は、順番にプリズム２２１、エアギャップ２２４及びプリズム２２２を通過して光路スイッチング素子２３に到達する。この点において、第１の実施の形態おけるプリズム組２２は、図５又は図６に示すように照明装置１１からの入射光線１７をデジタルマイクロミラーデバイス１３に反射させる従来のプリズム組１２とは異なっている。
【００２７】
投影装置２４は、投影レンズ２４１と鏡筒２４２とを備える。投影レンズ２４１は、光路スイッチング素子２３により反射され、且つプリズム組２２（２２２及び２２３）を通過した光線をスクリーン２５に投射させる。鏡筒２４２は、不必要な光線が投影レンズ２４１に入射することを防止する。
【００２８】
次に、第１の実施の形態におけるデジタル光処理投影システム２０の投影方法について、明状態（第１モード）と暗状態（第２モード）とに分けて説明する。
【００２９】
明状態では、図１に示すように、照明装置２１から出力された光線２６は、プリズム２２１、エアギャップ２２４及びプリズム２２２の順に通過して、光路スイッチング素子２３に到達する。その後、光路スイッチング素子２３上のマイクロミラー（図示せず）は、入射した光線２６をプリズム２２２とエアギャップ２２４との界面２２２１に向けて反射する。さらに、反射された光線２８は、界面２２２１でプリズム２２２の内側に全反射された後、プリズム２２３を通過して、投影レンズ２４１に入射する。投影レンズ２４１は、入射光線をスクリーン２５に投射する。
【００３０】
一方、暗状態では、図２に示すように、照明装置２１から出力された光線２６は、同様にプリズム２２１、エアギャップ２２４及びプリズム２２２の順に通過して、光路スイッチング素子２３に到達する。しかしながら、このとき光路スイッチング素子２３上のマイクロミラーの傾きが調整されているため、光線２６は、光路スイッチング素子２３に近接するプリズム２２２とエアギャップ２２５との界面２２２２に向けて反射される。反射された光線２８aは、プリズム２２２に入射し、界面２２２２でプリズム２２２の内側に全反射される。界面２２２２で全反射された光線２９は、プリズム２２２内部において、界面２２２１と２２２２の間で繰り返し全反射され、最終的にプリズム２２２の周囲に設置された光吸収媒体２２６により吸収される。その結果、光路スイッチング素子２３により反射された光線２８a及びその迷光は、いずれも投影レンズ２４１に入射することはない。
【００３１】
このように、暗状態において、光路スイッチング素子２３により反射された光線２８aは、完全に投影装置２４の投影レンズ２４１とは異なる方向に進むので、光線２８a及びその迷光は投影レンズ２４１に入射することはない。その結果として、投影装置２４の投影レンズ２４１をプリズム組２２におけるプリズム２２３と近接させることが可能となる。すなわち、プリズム組２２のプリズム２２３と投影レンズ２４１の間の最短距離をゼロにすることができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図３及び図４は第２の実施の形態に係るデジタル光処理投影システム３０の構成を示す図であり、図３はデジタルマイクロミラーデバイス上のマイクロミラーの明状態（第１モード）、図４はマイクロミラーの暗状態（第２モード）を示す。
【００３３】
図３及び図４に示すように、デジタル光処理投影システム３０は、照明装置３１と、プリズム組３２と、光路スイッチング素子３３と、投影装置３４とを備える。プリズム組３２は、照明装置３１と光路スイッチング素子３３及び投影装置３４の間に設置されている。
【００３４】
光路スイッチング素子３３は、例えば上記デジタルマイクロミラーデバイスであり、その表面には多数のマイクロミラー（図示せず）が配置されている。光源３１１から出力された光線は、光路スイッチング素子３３に入射すると、これらマイクロミラーにより、所定方向に反射される。個々のマイクロミラーは、それぞれ独立して駆動され、その駆動された位置に応じて、入射光線が異なる角度で反射される。光路スイッチング素子３３の個々のマイクロミラーの反射方向を制御することにより、光路をスイッチする機能が達成される。
【００３５】
照明装置３１は、光源３１１と、反射板３１２と、ライトガイド３１３と、リレーレンズ３１４と、集光レンズ３１５とを備える。光源３１１、反射板３１２及びライトガイド３１３は、光源３１１から出力された光線がライトガイド３１３に入射し、且つリレーレンズ３１４及び集光レンズ３１５を通過した後、プリズム組３２に入射するような配置関係になっている。
【００３６】
プリズム組３２は、三つのプリズム３２１、３２２及び３２３を備え、プリズム３２１とプリズム３２２の間にはエアギャップ３２４が存在し、プリズム３２２とプリズム３２３の間にはエアギャップ３２５が存在する。エアギャップ３２４及び３２５の存在により、図３に示す明状態では、光路スイッチング素子３３により反射された光線３８は、プリズム３２２とエアギャップ３２４の界面２２２１で内側に全反射される。また、図４に示す暗状態では、光路スイッチング素子３３から反射された光線３８aは、プリズム３２３とエアギャップ３２５との界面３２３１で内側に全反射される。さらに、プリズム３２３の周囲にはさらに、プリズム３２３の内部で全反射された光線３９を吸収するための光吸収媒体３２６が設けられている。
【００３７】
第２の実施の形態において、照明装置３１から出力された光線３６は、プリズム組３２に入射した後、光路スイッチング素子３３に到達する前には、プリズム組３２では全反射されることはない。具体的には、光線３６は、プリズム３２１、エアギャップ３２４、プリズム３２２、エアギャップ３２５及びプリズム３２３の順に通過して、光路スイッチング素子３３に到達する。この点において、第２の実施の形態おけるプリズム組３２は、図５又は図６に示すように照明装置１１からの入射光線１７をデジタルマイクロミラーデバイス１３に反射させる従来のプリズム組１２とは異なっている。
【００３８】
投影装置３４は、投影レンズ３４１と鏡筒３４２とを備える。投影レンズ３４１は、光路スイッチング素子３３により反射され、且つプリズム組３２（３２３及び３２２）を通過した光線をスクリーン３５に投射させる。鏡筒３４２は、不必要な光線が投影レンズ３４１に入射することを防止する。
【００３９】
次に、第２の実施の形態におけるデジタル光処理投影システム２０の投影方法について、明状態（第１モード）と暗状態（第２モード）とに分けて説明する。
【００４０】
明状態では、図３に示すように、照明装置３１から出力された光線３６は、プリズム３２１、エアギャップ３２４、プリズム３２２、エアギャップ３２５及びプリズム３２３の順に通過して、光路スイッチング素子３３に到達する。光路スイッチング素子３３上のマイクロミラー（図示せず）は、入射した光線３６をプリズム３２２とエアギャップ３２２４との界面３２１に向けて反射する。さらに、反射された光線３８は、界面２２２１でプリズム２２２の内側に全反射された後、投影レンズ３４１に入射する。投影レンズ３４１は、入射光線をスクリーン３５に投射する。
【００４１】
一方、暗状態では、図４に示すように、照明装置３１から出力された光線３６は、同様にプリズム３２１、エアギャップ３２４、プリズム３２２、エアギャップ３２５及びプリズム３２３の順に通過して、光路スイッチング素子３３に到達する。しかしながら、このとき光路スイッチング素子３３上のマイクロミラーの傾きが調整されている。そのため、光線３６は、光路スイッチング素子３３に近接するプリズム３２３とエアギャップ３２５との界面３２３１に向けて反射される。反射された光線３８aは、プリズム３２３に入射し、界面３２３１でプリズム３２３の内側に全反射される。界面３２３１で全反射された光線３９は、プリズム３２３内部において、界面３２３１と３２３２の間で繰り返し全反射され、最終的にプリズム３２３の周囲に設置された光吸収媒体３２６により吸収される。その結果、光路スイッチング素子３３により反射された光線３８a及びその迷光は、いずれも投影レンズ３４１に入射することはない。
【００４２】
このように、暗状態において、光路スイッチング素子３３により反射された光線３８aは、完全に投影装置３４の投影レンズ３４１とは異なる方向に進むので、光線３８a及びその迷光は投影レンズ３４１に入射することはない。その結果として、投影装置３４の投影レンズ３４１をプリズム組３２におけるプリズム３２２と近接させることが可能となる。すなわち、プリズム組３２のプリズム３２２と投影レンズ３４１の間の最短距離をゼロにすることができる。
【００４３】
以上説明したように、本発明の第１及び第２の実施の形態において、照明装置２１及び３１から出力された光線２６及び３６は、暗状態（第２モード）では、光路スイッチング素子２３及び３３上のマイクロミラーにより反射され、プリズム組２２及び３２におけるプリズム２２２及び３２３の内部で繰り返し全反射されるので、投影レンズ２４１及び３４１に入射する可能性は非常に低くなる。さらに、光吸収媒体２２６及び３２６を用いて、プリズム２２２及び３２３の内部で繰り返し全反射された光線を吸収することにより、迷光が投影レンズ２４１及び３４１に入射する可能性はほとんどなくなる。その結果、スクリーン２５及び３５に投影された画像のコントラストを向上させることができる。
【００４４】
また、暗状態における迷光が投影レンズに入射する可能性がほとんどなくなるので、プリズム組と投影レンズとの間に一定の距離を確保する必要はなく、投影レンズをプリズム組に近接して設けることができ、投影レンズの後側焦点距離を短縮することができる。また、鏡筒以外の遮光板を設ける必要もないので、投影システムの明状態における輝度の低下を有効に防止することも可能である。その結果、投影表示光学システムの画質及びコントラストを向上させることも可能である。
【００４５】
以上、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これら実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るデジタル光処理投影システムの構成及びマイクロミラーの明状態での投影方法を示す図である。
【図２】上記第１の実施の形態におけるマイクロミラーの暗状態での投影方法を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るデジタル光処理投影システムの構成及びマイクロミラーの明状態での投影方法を示す図である。
【図４】上記第２の実施の形態におけるマイクロミラーの暗状態での投影方法を示す図である。
【図５】従来のデジタル光処理投影システムの構成を示す図である。
【図６】別の従来のデジタル光処理投影システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０、３０  デジタル光処理投影システム
２１、３１  照明装置
２２、３２  プリズム組
２３、３３  光路スイッチング素子
２２１、２２２、２２３、３２１、３２２、３２３  プリズム
２２２１、２２２２、３２３１、３２３２  界面
２２４、２２５、３２４、３２５  エアギャップ
２２６、３２６  光吸収媒体
２４、３４  投影装置
２４１、３４１  投影レンズ
２４２、３４２  鏡筒
２５、３５  スクリーン
２６、２８、２８a、２９、３６、３８、３８a、３９  光線
【図１】
2005055855.tif 000003
【図２】
2005055855.tif 000004
【図３】
2005055855.tif 000005
【図４】
2005055855.tif 000006
【図５】
2005055855.tif 000007
【図６】
2005055855.tif 000008